高速齿轮运行质量评价方法

1.齿轮噪声

齿轮噪声主要由于旋转齿轮的冲击和角速度不均匀造成振动而引起的，包括由于齿轮齿距误差和齿形偏差及由于轮齿和齿轮轴受载变形等原因使得轮齿在啮入和啮出的瞬间发生撞击。其次由于偏心、齿轮不平衡及在接触表面产生滚动和滑动摩擦等因素对噪声的产生亦有影响。

齿轮噪声源有以下几方面：

1）齿轮齿距和齿形的误差造成撞击，其撞击次数与齿轮的啮合次数相等，是啮合基本频率，故又称基频噪声，其频率f₁（Hz）为

2）对于宽斜齿由于周期性传动误差引起齿面波纹误差，其噪声频率f_z（Hz）与齿轮加工机床工作台传动蜗轮齿数z_w有关，与齿轮本身齿数无关，这是透平齿轮产生噪声主要根源之一。

3）偏心、齿距累积和齿距突变等误差所产生频率为转速或其倍率的噪声，这是一种低频噪声，其频率f₃为

f₃=n₁，2/60；2f₃；3f₃

4）一些无规则的齿距误差将产生随同齿轮转速和齿轮与箱体共振特性有关的变化噪声。

5）齿面表面粗糙度的误差产生一种连续性高频的频谱，如果它与某些结构部件发生共振，那也应予以重视。

6）齿的歪斜误差，使接触区呈对角线接触，会出现低频敲击声。

7）齿轮不平衡及接触表面产生滚动和滑动摩擦对噪声的影响。

8）外界驱动力频率沿着传动轴、轴承传至齿轮箱，若与其中部件自然频率相合拍，可能出现共振。

9）齿轮联轴器有轴交叉、产生与转速有关的交替频率的敲击噪声

式中 n——齿轮联轴器的工作转速，r/min。(www.xing528.com)

图17-21为一台1500kW汽轮发电机减速齿轮噪声频谱测定图。

国际上噪声评价标准[ISO]采用噪声评价曲线N曲线表示，见图17-22所示。图中NR值（有时称N值）是指中心频率为1000Hz的倍频程声压级的分贝数，有时称为噪声评价数。不少国家用A声级表示，A声级与N值换算关系为：N=A声级-5dB。

2.齿轮振动

齿轮振动产生原因与噪声发生原因相似，主要是：由于齿轮不平衡而引起每个齿轮的旋转频率及倍频谐波振动；啮合的轮齿在传递载荷的作用下产生变形造成啮合冲击；齿轮传动的运行误差引起的振动；以及齿轮系统工作处于临界状态，即激振力频率与固有频率相近造成共振。

高速齿轮振动规定目前尚无统一标准，这里介绍一些供参阅。

美国石油学会（API）对高速齿轮转轴的振幅许用值，API 613标准规定于表17-25。

图17-21 1500kW汽轮机减速齿轮噪声频谱图

图17-22 大功率透平齿轮噪声频谱图（N曲线）

国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，简称IEC）在1970年颁布蒸汽透平振动标准供参阅，见表19-26。

表17-25 API 613高速齿轮振动规定

表17-26 IEC蒸汽透平振动标准